JPS5938754A - 熱ローラ定着方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明（ハ）、電子′！３：戸法、静電印刷法、静電、
記録法などにおいて形成される静司、荷像を現像するた
めのトナーＫ　ＰＩＪするものである。

辞声、１η像の現像丁卯は、帯布２せしめた微釈ｉ子を
静？１？、引力により吸引せしめて静電、荀像支持体の
表面にト１着窟せ、こｔｌによって静止；　’６！丁（
ｇ”；を可社；化する二［稈である。

この、ＬうなＮ、　＃’Ｎ丁程を遂行する具体的な方法
として１，１１絶縁性有機液体中に顔ｔ１又は染料を伜
に１（１に分散貸せたｎヲ体現像剤を用いる湿式現像法
と、天だ・又は合成の積１脂、ｌり成るバインダー中に
カーボンブラック等の着色剤を分１１〜含有せしめたト
ナーより＋Ｊ１２る粉体現像剤を用いる、カスケード法
、毛ブラシ法、磁気ブラシ法、インプレッション法、パ
ウダークラウド法などの乾式現像法２があるっ現像１稈
においてｎＪ視化された画像はその１寸支持体に定着さ
れることもあるか、通常は転写紙等の他の支持体に転写
ζ１また０ｉ定着でｊする。このようにトナーは単に現
像工程にｆ＝１されるのみならず、それ以後の工程、即
ち転写工程及び定着−Ｉ稈ＩＬも月さ才するので、トナ
〜に才、？いては、その性ｆｆ１ｋとして、良好な現像
性のみでなく、良好な転′Ｉｊ’　ｔｌ及び定着性を有
することが要求さｉする。こσ）うち、定着性に関する
諸条件は最も厳し、いものであり、従来からこのトナー
の定着忰の改良に関する研究及びその成Ｕ７が多数の文
献に発表さｔｌている３、′ｇ！像工程において形成、
さ１１　ｆｒ　）ナー像又藝１こ１１が転写埒れた画「
９１の定着ｔｌ、一般にｊＪｎ熱ガ！着方式によるのが
有利であり、この加熱定着方式１ハオーブン定χ１舌の
非接触ＪＪＩＩ熱定着方式と、熱ローラ定着等の接触加
熱定着方式とがある。ＦＩｆ触ｊＪｌ熱定着方式は、熱
効率が高い点で優れており、特に高辻定着が可能であっ
て高連複Ｖ機の定着に好適である。捷だ、比較的低温の
〃を源を用いることかできるため、この方式においては
消費電力が少なくてよく、複写機の小型化及びエネルギ
ーの節約を図ることができる。更に、定着器内に紙が滞
溜した場合にも発火の危険がなく、この点においても好
せしい。

接触加熱定尤方式ｒＪこのように種々の点で好ましいも
のであるが、この方式においては、オフセット現象の発
生という問題がある。これは、定着時にｆＩ’を構成す
るトナーの一部が熱ローラの表面に転移し、これが次に
送られて来る転写紙等に再転移して画像を汚すという現
象である。このメツセット現象を防止するためＫＶＪ、
Ｐ、ローラに接してクリーニングローラ等のクリーニン
グ部ｔＡ”ｃ　設け、このクリーニング部材により熱ロ
ーラに付着したトナーをクリーニングする手段が有効で
ある。

しかしながら、このようなりリーニング部材を設けた場
合においては、いわゆる裏面汚れ現象がＩＪ：するよう
になる。仁の裏面汚れ現象は、クリーニング部材に堆積
したトナー物質が過剰の熱を受りた場合に、当該トナー
物質がＰ（ローラに転科７してぞの後に給送されて来る
転々−紙等の像支持体σ゛表面を汚し、また更に熱ロー
ラに押圧されている圧接ローラに転移［−てこの圧接ロ
ーラに転移したトナー物質により像支持体の裏面が汚さ
れる現象である。

斯かる裏面汚れ現象の原因を辿求し、たところ、この裏
面汚れ現象には、トナーの溶融１１、（の弾性が重要な
関係があることが判明した。即ち、彷来においてトナー
のバインダー樹脂としては、例えＵスチレン−アクリル
系共重合体を主成分とする熱口■塑性樹脂が用いられて
いるが、これらの樹脂ｄ溶融時の弾性が小さいために転
移し易く、仁のため一旦はクリーニング部１枳に＋１着
しても、例えは゛熱ローラのヒータが投入された場合等
において当該クリーニング部材にイく１着したトナー物
知が加熱されると熱ローラに転移し、結果として裏面汚
れ現象が生ずるのである。

然るに溶融時の弾性が大きくて裏面汚れ現象が生じない
トナーは非常に定着性が悪く、これは熱ローラによって
軟化溶融されたときにも弾性が大きく、転ず組等の像支
持体に対する儒ね、或いは部の繊維間に浸透する浸透性
が小さいからである。

本発明ｔ−＋ｂ上の如き事情に基いてなされたものであ
って、その目的は諦触加熱定着方式により好適に定着す
ることができてし、かも裏面汚れ現象が生ずることのな
い静■荷像現停′用トナーを提供すイ）にある。

本発明の目的は、加熱されて溶融しその温度において経
時的に弾性が増大することを特徴とする静ＴＩ！、　（
！ｓ像川用用トナーによって達成される。

以下本発明について具体的に説明する。

本発明においては、トナーのバインダーとして、例えけ
熱縮合型重合体であって熱によって縮合反応すべき未反
応の官能基が残存し、ている重合体、換言すれば部分的
に縮合が生じている重合体を用いることにより、トナー
を、これが例えば１３０〜２５０　℃即度の湿度に加熱
されると溶融しかつその温度条件下に、ｂいては溶融し
た状態のものの弾性が経時的に増加する性質を有するも
のとする。

例えは設定さｉｌだ定着温度において、溶融直後にｙｎ
ｅ おいては１０００〜２（１０００／、Ｉ　の弾性を、イ
１し、定着ン晶度より１０〜６０℃高い温度条件−［に
６０分間保持されたときにその弾性が２倍以上、好１し
くは４倍以上でできるだけ大きく増大し、その弾性が２
４０００　ｄｙ”／、１以上となる重合体をバインダー
としてトナーを構成する。

以上における弾性は、円錐円板型回転粘度側「高滓レオ
メータ−ＲＭ−ＩＪ（高滓製作所製）を用いて行なった
動的粘弾性の測定から求めた動的弾性率の値である。測
定方法、解析理論ｕ１「レオロジー測定法Ｊ（高分子学
会レオロジー委員会絹）及び［定常流粘度・動的粘弾性
測定用島津レオメ高滓−ＲＭ−１取扱説明書」に肝しい
が、被測定物（粘弾性体）に正弦的なすり変形を与え、
これと等しい周期のすり応力を測定することにより動的
弾性率が求められる。この方法による動的弾性率の沖１
定は、すり速度すなわち円板の回転数の影Ｗｔ受りるが
、この回転数け５０　ｒ、　Ｉ）−ｍ、　　に設定され
た。

本発明トナーはν上のように、加熱溶融した後そのｇ　
ｆｆ（条件下で１時的に弾性が増大するものであるため
、現像により形成されたトナー像を支持し７ている転写
紙等の像支持体が定尤のために熱ローラ定着器に送らね
、トナー像を形成しているトナーが熱ローラに接触する
と溶融するがこのときの溶融トナーの弾性は小さく、従
って像支持体に対する濡ねが良好で十分に繊維間に浸透
し、その結果良好な宝前が達成される。そ１．てトナー
の一部が熱ローラに付着し７更にクリーニングローラに
クリーニングされて堆積するに至ったトナー物質灯、ク
リーニングローラ上で経時的に弾性が増大するため、熱
ローラによって定７？？温度よシ高い温度に加熱された
場合にも、熱ローラを介して圧接ローラに転移するよう
なことがなく、従って裏面汚れ現免の発生を防止するこ
とができる。

ぞし、て、溶融Ｖ￥後におけるトナーの弾性がｙｎｅ １０　（１０〜２００００　　　イｄ　　であれば良好
な定着が確実に達成され、１にクリーニングローラ上で
のｙｎｅ トナー物質の溶融したものの弾性が２４０００　４以」
二であれは一裏面汚れ１３７．象を確実にＩす止するこ
とができる。

本発明トナーのバインダーとしてＩＺＩ　、　多価力／
１ボン酸と多価アルコールとの都合によって？！１．　
Ｉ’：＋　７するポリエステル樹脂、多価カルボン酸と
多価アミンとの糾合Ｖ（よって？Ｊ、）られるポリアミ
ド樹脂等を好せしいものとして用いることができ、特に
少斤くとも縮合される一方の単量体成分が三官能以」の
多官ｈ）・性単ｈ１体を当該単量体成６分の２０〜３０
モル％の割合で含有するものであることが望せしい。

そしてバインターとしてポリエステル樹脂を用いる場合
においてＱｌましいものは、その酸価が２７以上、好オ
しくＦｉ３０以」−１より好オしく１ｊ３７以上のポリ
ニスデルである。

ポリエステルｔ＋’ｌ　Ｊｌ！イまたけポリアミド樹脂
を得るために好適に用いることのできるジカルボン酸の
具体例としては、例えはマレイン酸、フマールル、メツ
　フン　シ、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸
、フタル酸、イソフタル酸、プレフタル酸、シクロヘキ
ザンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酢、セパチン酸
、マロン酸、これらの酸の無水物、低級アルキルエステ
ルとジルイン酸のニー量体、その他を挙け２）ことがで
きる。

１だ好適に用いることができるヨ価以上の多価カルボン
酸の具体例としては、例えば１，２．４−ベンゼントリ
カルボンｉ、１，２．４−シクロヘキ勺ントリカルボン
酸、２．５．７−す７タレントリ力ルボンｌ’Ｊ％、１
，２．４−ナフタレントリカルボン酸、１，２，４−ブ
タントリカルボン酸、１．２．５−ヘキサントリカルボ
ン酸、１．３−ジカルボキシル−２−メチル−２−メチ
レンカルボキシルプロパン、テトラ　（メチレンカル］
Ｃキシル）メタン、１，２，７．８−オクタンテトラカ
ルホ゛ン酸、エンボール三景体停、及びこれらの酔態水
物、その他を挙げることができる。

上記多価カルボン酸と縮合してポリエステル樹脂を与え
る多価アルコールの具体例としては、例えばエチレング
リコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコ
ール、１，２−プロヒ”レンゲリコール、１．３−ブロ
ヒレングリフール、１゜４−ブタンジオール、ネオペン
デルグリコール、１．４−ブタンジオール等のジオール
類、１．４−ビス（ヒドロキシメチル）シクロへ４゛→
Ｊン、及びヒスフェノールＡ　ｓ　７１（Ｗ＜　添加ビ
スフェノールＡ１ポリオキシエチレン化ビスフエノール
Ａ１ボリメキシブロビレン化ビスフエノールＡ９．ｆｆ
のエーテル化ビスフェノール類、その他を挙げることが
できる。

また好適に用いる仁とができる三価以］二の多価アルコ
ールの具体例としてシ１、例りし［ツルＬ−’　）　−
ル、１，２，３．６−ヘキ叩ンテトロール、】、４−ソ
ルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリト
ール、トリペンタエリスリトール、蔗糖、１，２．４−
ブタントリオール、１，２．５−ペンタントリメール、
グリセロール、２−メチルプロパントリメール、２−メ
チル−１，２，４−ブタントリメール、トリメチロール
エタン、トリメチロールエタン、１，３．５−トリヒド
ロキシメチルベンゼン、その他を挙けることができる。

更に」二記多佃１カルボン酸と縮合してポリアミドｔｉ
’ｉＪ脂全与える多価アミンの具体例としては、エチレ
ンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、イミノビスプロ
ピルアミン、フェニ１／ンジアミン、キシリレンジアミ
ン、４．／’−ジアミ／フェニルエーテル、ジエヂレン
トリアミン、トリエチレンテトラミン、そのｆｌ−を挙
けることができる。

庫発明トナーのトナー粒子は、既述のバインダーの粒子
中に着色剤を含有し、更に必要に応じて加えられる特性
改良剤を含イ４して敢、す、磁性トナーどなす場合には
、着色剤と共に、成いは着色剤の代りに磁性体が含有せ
しめられる。

７１色剤と１２では、カーボンブラック、ニグロシン染
料（Ｃ，ｒ、　Ａ　５０４１５　Ｂ　）　、アニリンブ
ルー（Ｃ，Ｉ。廓５０４０５　）　、カルコオイルブル
ー（Ｃ０１、＆　ａｙ、ｏｅｃ　Ｂｌｕｅ　３　）　、
クロムイエロー（Ｃ，Ｉ。

扁１４０９０　）　、ウルトラマリンブルー（Ｃ，１，
Ａ７７１０３　）　、デュポンオイルレッド（Ｃ−１，
Ａ２６１（＋５）　、キノリンイエロー（Ｃ−Ｉ−Ａ４
７００５）、メチレンブルークロライド（Ｃ−Ｉ−Ａ３
２０１５　）、フタロシアニンブルー（Ｃ，Ｔ。、亮７
４１６０）、マラカイトグリーンオクヅレート　（Ｃ０
■。Ａ　４２０００　）、ランプブラック（Ｃ９■。Ａ
　７７２６６　）　、１−１−ズベンカル（Ｃ，１，Ａ
４５４３５　）　、コｔ１う（Ｄ’？ｆ？、合物、その
他を挙けることができる。これら着色剤は、十分な濃度
の可視像が膨成されるに十分な割合で含有されることが
必要でｋ・す、通常）５イング一１００重量部に対して
１〜２０重Ｈ部Ｆ＋１度の割合とされる０ 前記磁性体としては、フェライト、マゲネタイトを始め
とする鉄、コバルト、ニッケルなどの強磁性を示す金門
若しくは合金又はこれらの元翠を２、む化合物、成いＵ
強磁ヤ１元素ｆ／１．寸ないが適当な熱ｌＪＬ刊１を施
すことによって強ａ２慴二を示すようになる合金、例え
は°マンガンー鉤−アルミニウム、マンガン−Ｎｆ　−
Ｃ６などのマンガンと銅とヲヤ、むホイスラー合金と呼
げｉｚるかＩＩ類の合金、又は二重化クロム、その他を
挙げること≠“できる○こねらの磁性体は平均粒径０１
〜１ミクロンの微粉末の形でバインダー中に均一に分散
される。ぞしてその２７有１Ｈ１）す−１００ｆｆｉｆ
ｆ１部当シ２０〜７０重量部、好オしくけ４０〜７０重
量部である。

却下本発明の実施例について説明するがこれによって本
発明が限定されるものでＶＪない。なお「部」は重量部
を表わす。

〔合成例１〕 テレフタル酸９１ｇと、ポリオキシプロピレン化ビス７
エ／−ルＡ　４９０ｇと、ポリオキシエチレン化ビスフ
ェノールＡ２００ｇとを窒素気流下で昇温し、０．０５
ｇのジブチル錫オキサイドを７Ｊｌｌえて温度２００℃
に保って反応させた後、無水１，２．４−ベンゼントリ
カルボン酸１６１ｇを加えて更に反応させた。高化式フ
ローテスターによる軟化点で反応の進行を追跡し、生成
重合体の軟化点が１３２℃に達した時反応を停止させ、
室温に冷却して樹脂Ａを合成した。この樹脂Ａをジオキ
サンに溶解し、アルコール性水酸化カリウム溶液により
フェノールフタレインを指示桑とし、て滴定を行ない、
樹脂Ａの１ｇを中和するために必要な水酸化カリウムの
ｍｇ数により樹脂Ａの酸価を測定したところ、３７でオ
・、つた。

〔合成例２〕 ボリメキシブロビレン化ビスフユノールＡ７０゜ｇと、
イソフタル酸９５ｇと、無水１，２．４−ベンゼントリ
カルボンｊ４１５８ｇとを用い、６成４伊１１と同様に
して反応させ、軟化点１３５℃にバ’　シ＃一時に反応
を停止させてｆ（Ｊ脂Ｂを合成した。こｙ）ｌｊｄ脂Ｂ
の郵価を沖Ｉ定し７７７、とこ、’、、３１であった。

実施例】 樹脂Ａ、１００部と、カーボンブラ゛ンク１０部と、ホ
リブロビレン「ビスフール６６０Ｐ　ｊ　　（Ｅ７ＨＩ
−、＋ｔ。

ネトｊｐ！１）３ｆｆｌことを混合し、エクストルータ
′−により１２５℃の設定温度で／Ｊ！ｌ菖Ｐ１！肉、
冷却・粉（、＋、ｌ・及び夕）級の通常のトナーのル１
Ｌ造方が、に従って本発明トリ−を製漬し、た。このト
ナーの軟化点け１２７℃であった。

この本発明トナーｆ（１？を沖レオメータ−ＲＭ−ＩＪ
を用いてその弾性ｆＣ１，ｌｊ定したところ、温度１９
０℃ｙｎｅ ６０分間放置後の弾性は８００００　　　／、！　　と
なり弾性ｉｊ　＃Ｊ　３５倍に増大した。

この本発明トナー５部と鉄粉９５部とを混合して現像剤
を調製し、この現像剤によシ、１ｏｏｏｏ回に亘るコピ
ーテストを行かった。即ち、表層をテフロン（テユボン
社製ポリテトラフルオロエチレンンで形成した熱ローラ
と、表層をシリコンゴム１’−ＫＥ−１３００ＲＴＶ　
Ｊ　　（信越化学工業社製）で形成した用液ローラとよ
り成り、更に表層を芳香族ナイロン不１１ｔＨ７７Ｆノ
ーメツクス」（デュポン’Ｈ３）により形成したクリー
ニングローラを有する定着器を装備した■、子￥、真ｖ
ｌ写１１１ｒＵ−ＢｉｘＶＪ（小西六写真工業社製）改
造機を用い、熱ローラの設定温度を１９０℃として１０
０００回に亘るコヒーテストを行ったところ、何れの複
写物においても両面とも汚れの発生は詔められなかった
。

１だ熱ローラの設定温度を種々に変えて定着のｒ＋Ｊ否
を調べたところ、定着可能最低温度は１５０℃であった
。

実施例２ 樹脂Ｂを用いた他は実施例１と同様にして本発明トナー
を製造した。このトナーの軟化点Ｆｉ１２９℃であった
このトナーについて「島汁レオメータ−Ｈ，Ｍ−ＩＪを
用いて弾性を油Ｉ定したところ、渇ｙｎｅ 度１９０℃で４２０　（１／、であり、その後湿度２１
０℃Ｔ：　６０　分ＩＴｔｌｉ　ｒ後８２００（ｌ　ｄ
ｙ”／＋　、！＝　１　リ弾性は約２０倍に増大したＯ また実施例１と同様のコピーテストを行なったが、何れ
の？ｔ！写物においても両面とも汚れの発生１−１認め
られなかった。そして定着可能最低温度１１１７０℃で
あった。

比較例 スチレン成分と、メチルメタアクリレート成分と、ブチ
ルメタアクリレート成分とのｉｔ　Ｊｉｔ割合が５：２
：３であり、重量平均分子ＭＩＩＭｗが（１７０００、
数平均分子量ＭｎＫ対する重恒平均分子量Ｍ１の比　Ｗ
ル、□　の値か１０２、軟化点が１３０℃のスチレン−
メチルメタアクリレート−ブチルメタアクリレート共重
合体を樹′脂Ａの代りに用いた他は実施例１と同様にし
て比較トナーを製造した０この比較トナーについて［島
沖しＡメーターｒｔＭ　−Ｉ　Ｊを用いてＩＰＩＩ性を
測定した２ころ、湿度Ｈなかった、 そして実施例１と同様の１００００回に亘るコピーテス
トにおいては早期から複写物の裏面に汚れの発生が認め
られた。なお定着可能最低温度は１７０　℃であった。

ν上のように本発明トナーによれば、確実に良好な定着
を行なうことができると共に、裏面汚ｉ１現＆を確実に
防止することができる。

手続補正書（自発） １１、’＋　（１１ｓ７’ｌ”ｌｏ　ｎ１４ＩＴ特許庁
長官　若杉和夫殿 １、事件の表示 昭：Ｖｎ　５７　　＜ｒ　　　　　特ｆｒｌｃＦｉ　ｔ
（Ｉ　１４９０５２　号２、発明の名称　　ｅｘ荷像現
像用トナー３　補正をする者 Ｊｒｌとの関係　　特許出願人 ７　！Ｉ　〕ｆ　ｊ　　　　東京都新宿区西新宿１丁目
２６％２号イ１所 氏　名（ｆ山；）　（１２７）小西六写真工業株式会拐
：４、代理人 ８　補正の内容 明細書第８頁第７行〜第１０行中「特に・・・望ましく
・。」を下記のように７１１正吋る。

「特にヨ官能以Ｊの多官能性ｊｐ州外体成分、潴；合に
係るＷ量体総体に対して少なくとも１５〜４０％ル％含
治スるものでル、ることカニ望ましい。」

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ン加卜されて溶融りその温度において経時的に弾刺が
   増大１゛ることを特徴とする静ｉ１．ＱＪｆｇＪＩ現像
   用トナー。